[發明專利]一種蠕變壓縮實驗裝置

有效

• 申請號: 201910244627.4
• 申請日: 2019-03-28
• 公開（公告）號: CN109870371B
• 公開（公告）日: 2023-08-29
• 發明（設計）人: 湛利華;鄭啟朋;汪凱;黃明輝
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: G01N3/28
• 分類號: G01N3/28;G01N3/02
• 代理公司: 長沙歐諾專利代理事務所(普通合伙) 43234
• 代理人: 歐穎;張文君

本發明提供了一種蠕變壓縮實驗裝置，包括用于連接在蠕變試驗機上下兩根拉伸桿之間的安裝架，安裝架包括上壓塊與下壓塊，上壓塊上設置有螺紋孔A，下壓塊上設置有與螺紋孔A同軸的錐孔，試樣一端固定在螺紋孔A中，另一端通過錐形定位器的錐頭定位在錐孔中，當錐頭與錐孔匹配時，螺紋孔A、錐頭、錐孔及試樣均同軸。本發明通過錐形定位器的圓錐面接觸實現自定位功能，可使試樣在單軸壓縮過程中保持良好的對中性，降低了試樣失穩變彎的可能。本發明還通過反向布置的引伸桿，以經預壓縮的傳感器測量頭在復位過程中發生的回彈位移量作為試樣的壓縮蠕變形變量，有效的避免了傳感器測量頭超行程、損壞位移傳感器這一情況的發生。

技術領域

本發明涉及蠕變實驗設備，尤其是一種蠕變壓縮實驗裝置。

背景技術

隨著航空工業的快速發展，對飛機性能的要求不斷提高，原有的變形加工技術(滾彎，拉形等)遠不能滿足復雜壁板(高筋，蒙皮一體化)的制造要求，蠕變時效成形技術應運而生。蠕變時效成形技術在實現構件成形中會存在拉壓不對稱問題，為了確保構件成形精度、強度好，抗腐蝕性能高等，需要研究與構件材質相同的試樣的蠕變拉壓性能。

為開展蠕變壓縮試驗，已有方案如下：

授權的實用新型專利CN?206990327U提供了單向拉伸蠕變試驗機用壓縮夾具，該方案利用現有的單向拉伸蠕變試驗機實現了材料壓縮蠕變性能測試，此法適合粗短，徑高比大的試樣的蠕變性能測試，但細長、端面不平的試樣測試存在較大局限性，該發明對于試樣加工精度要求高，必須保證試樣兩端的平行度，力施加在壓頭上，與試樣軸線重合度較差，通過壓頭位移近似表示蠕變量的測試精度不高。授權的實用新型專利CN?204422329U公開了一種機械式拉伸蠕變試驗機上的壓縮夾具，該發明能夠在已有的機械式拉伸蠕變持久試驗機上完成壓縮蠕變試驗，試樣一端與調整球頭接觸，試樣兩端平行度不高時球頭平面不水平，力與軸線不水平，且球面接觸不限制旋轉，壓縮試驗中試樣易彎曲。授權的實用新型專利CN?207147874U中涉及一種在電子萬能實驗機上測試壓縮蠕變時效的夾具，該夾具開展實驗時試樣本身無需夾持，只需放入夾試樣處即可，使用簡便，但該夾具僅適用于線性試樣，對于兩端帶有外螺紋的棒狀試樣夾持精度不夠，易破壞螺紋，對于后續開展的實驗有影響，且該夾具結構較復雜，實驗操作空間較小，安裝試樣不易且對溫度場分布有較明顯影響，不利于在蠕變機中開展蠕變實驗。授權的發明專利CN?107063851A中公開了一種高溫壓縮夾具，該專利提供了一種用于高溫環境下，測試材料壓縮性能指標的試驗夾具，通過交叉連接的上下壓縮體，將拉力轉化成壓力，實現了用拉伸方式進行壓縮性能測試，但該夾具試樣兩端未固定，易產生滑動導致試樣壓彎，且開展實驗時需將整個夾具拆卸，實際操作不方便，并且頻繁拆卸將對夾具本身產生較大影響，縮短使用壽命。授權實用新型專利CN203798673U提供了一種用于高溫環境下，測試材料壓縮性能指標的試驗夾具，該夾具利用相對運動原理實現了將材料的拉伸性能測試轉化為壓縮性能測試的方法，通過拉桿帶動壓塊擠壓在一起實現對試樣的壓縮，此夾具進行細長狀棒狀樣實驗時無法實現對中，試樣兩端無夾緊裝置，無法準確測量蠕變實驗的位移，并且試樣較長時夾具腔體和通孔加工難，成本高，精度難以保證，對于對位移精度要求高的蠕變實驗結果影響很大。

授權的發明專利CN?104374646A公開了一種機械式蠕變引伸計，提供一種新的引伸計，可以裝夾不同直徑及不同標距的棒材試樣，此發明在進行蠕變拉伸試驗時通用性好，測量精度高，但是開展壓縮實驗時，試樣的壓縮量轉變為傳感器測頭的壓縮量，當試樣失穩變彎后，壓縮量會迅速增加，超過測量頭行程，造成高精密位移傳感器的損壞。授權的實用新型CN?201016904Y公開了一種金屬室溫蠕變試驗工裝，可以測量出蠕變試樣的伸長量，工作過程穩定，體積小，但是該工裝需與試樣處于相同環境下，僅適用于室溫條件下，無法開展高溫蠕變試驗，且試樣失穩破壞時，精密位移傳感器會受損。授權的實用新型CN207703621U涉及一種用于蠕變試驗的快速裝夾引伸裝置，通過簡單的操作，可滿足試驗裝配要求，提高了裝夾速度，但是開展壓縮實驗時，由于高精密位移傳感器位于試樣兩旁，試樣失穩彎曲會導致傳感器超行程，進而導致高精密位移傳感器的損壞。